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三维激光扫描技术 2.1.3 相位测距法 相位测距法通过测定调制光信号在被测距离上往返传播所产生的相位差，间接测定往返时间，并进一步计算出被测距离。 C：光速 ᶲ：激光信号往返传播产生的相位差 f：脉冲的频率 相位测距方法是一种间接测距方式，测距精度较高（毫米数量级），主要应用在精密测量和医学研究，精度可达到毫米级。 脉冲测距法和相位测距法测得距离向坐标的转换原理 X=Scosθcosα Y＝Scosθsinα Z＝Ssinθ α ：发射激光光束的水平方向和x轴夹角角度 ； θ：发射激光光束垂直方向角度 ； S：扫描点到仪器的距离值 ； 三种测距法的比较 Oc成像透视中心，物镜的光学主点； Oc-xcyczc：原摄像机坐标系； Ow-xwywzw：世界坐标系，Pw（xw，yw，zw）：世界坐标系上的空间点； Pn(Xn，Yn)：CCD传感器相面坐标；由于镜头畸变实际成像点Pd（Xd，Yd）；成像于计算机图像坐标中像坐标为（u，v）。 空间任意一点世界坐标与对应计算机图像坐标中像素坐标的转换关系： k 是镜头径向畸变系数;dx和dy 分别是水平和垂直方向上CCD感光阵列的像元间距; sx是由于图像采集扫描或抽样时延误差而引起的水平方向不确定比例因子uo、v o为像面中心(透视中心在计算机图像的像素坐标)。 所有参数中： f ， sx， k ， dx ， dy， uo ， vo 为摄像机参数，需要通过摄像机标定确定。 光平面参数r1 ， r2，r3，r4， r5，r6，r7 ， r8，r9， tx，ty，tz表示从摄像机坐标系到世界坐标系的转换关系，通过光平面标定确定 像素坐标到世界坐标的映射: 按照坐标转换关系，从已知的像素坐标数据 (u ，v)（即（Xn，Yn）），求取对应点在世界坐标系下坐标 (xw，yw，zw). 5 三维激光扫描技术的发展趋势 （1） 点云数据处理软件的公用化和多功能化，实现实时数据共享及海量数据处理； （2） 在硬件固定的情况下，测量方法和算法上提高精度，多种方法相结合； （3） 进一步扩大扫描范围，实现全圆球扫描，获得被测景物空间三维虚拟实体显示； （4） 与其他测量设备（如GPS、IMU、全站仪等）联合测量，实时定位、导航，并扩大测程和提高精度； （5） 三维激光扫描仪与摄像机的集成化，在扫描的同时获得物体影像，提高点云数据和影像的匹配精度； （6）多源数据的智能化融合处理及多传感器的集成
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